汽车内外饰的选材思路与趋势

  随着中国汽车行业在全球地位中的迅速提升，人类对于汽车的造型、结构等各项要求也更加严格。

  其中，汽车内外饰产品是一个重要的产品亮点。要想满足使用者对汽车舒适性和环保性的要求，除了非凡的整体结构设计之外，汽车内外饰材料的选用也是关键。

  车用塑料有很多以往传统材料没有的优点，主要体现在重量轻、有良好的外观装扮修饰的效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源，可持续利用等各方面。

  在汽车外装件上的应用是为了以塑代钢，减轻汽车自重。 主要使用在包括：保险杠、挡泥板、车轮罩、散热器格栅、扰流板等。

  在汽车内装件上的应用是为了安全、环保和舒适。 主要使用在包括：仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱、座椅后护板等。

  结构件和功能件主要是采用高强度的工程塑料。主要使用在包括：油箱、散热器水室、空滤器壳体、风扇叶片等。

  汽车轻量化的主要途径是在生产制造上采用轻质材料、创新加工工艺和优化汽车结构。轻质材料的应用研究表明：采用多材料结构不仅能减轻汽车重量，还能改善其性能。

  此外，利用微发泡技术，还能更加进一步降低材质的密度，使汽车的轻量化应用更上一层楼。

  对于安全性来说，选用环保材料提高整车空气质量，减少VOC气体对人体的危害；而针对舒适性来讲，主要是实现内饰的高级化、软饰化、个性化。

  此外，新型的内外饰材料还应当在保证满足安全、舒适的前提下，还能减少相关成本、废弃后易回收，符合绿色环保的社会要求。

  汽车内饰不仅是用户完成驾驶任务的空间，也是实现用户期望的载体，承载着车主的品味、身份、爱好等高级情感需求。

  通常， 在满足基本的力学性能和热学性能的前提下，低气味性和哑光性对于内饰材料尤其重要。这是因为，汽车内饰件长期处在一个相对封闭的环境中，在一定的温度条件下，塑料中的小分子有机物很容易迁移到塑料制品的表面并挥发出来，对人体造成伤害。

  另外，如果内饰材料的哑光性不好，就轻易造成驾驶室内出现强烈的反射光线，不仅影响驾驶人员的视觉，还会造成不适和疲劳，因此导致交通事故。

  从内饰材料的种类来看，目前仪表板大多采用PP、ABS、ABS+PC或 SMA＋GF等材料，门内板大多选用PP、PP+EPDM、ABS或PC/ABS 等材料，除雾格栅、把手和手套箱等则选用ABS、PC/ABS或PP等材料，空调出风口一般都会采用ABS、PC/ABS 或 PA/ABS材料。

  其中，PP有PP长玻纤、PP EPDM 20%MD、PP Talc等材料； ABS有不同耐热级别的，电镀级的、免喷涂低光泽等。

  结合目前的车内空气质量上的问题来看，开发出低散发的内饰塑料必然是汽车内饰发展的趋势之一。

  在汽车外饰应用领域，工程塑料不仅要能够 承受巨大的载荷 ，而且要具有 杰出的抗紫外线和耐化学腐蚀（如清洁剂）性能 ，同时需要满足外观方面的较高要求。

  汽车外饰零件是汽车零部件中，应用塑料材料最多的零件系统，最重要的包含保险杠、后视镜、灯、门把手、进气格栅、天窗等。

  从外饰材料的种类来看，汽车外饰用塑料主要有PP、PA、ABS、PBT 等。

  作为塑料应用量最多的部件之一，保险杠中的塑料量占据车体总量的四成以上。其成分一般是模压塑料板材，常用玻璃纤维来吸塑或者注塑成型。应用了塑料材料的保险杠的显著特性是：低成本、加工简便、可回收、质量轻。

  散热器格栅的作用是冷却发动机，其位置在车体前部。通常，轿车的格栅材质是ABS，其有利于组件打磨工时的减少与高温承受力的提升。

  翼子板的作用是防止出现汽车行驶时有泥浆溅至车底， 一般制造时会选用抗老化和抗气候的材料。

  在制造防撞条时，通常会选用可回收和轻量的材料，譬如，捷达参数图片）车的防撞条材质就是PP材料。

  新兴材料已大范围的应用于各种工艺的制造与生产中，小到日常生活的物件制造，大到汽车等交通工具的使用，优质的汽车新兴材料都在其中发挥着重要作用。

  毫无疑问，新兴材料（例如纳米复合材料、LGF-PP 以及环保性能超强的生物塑料等）的开发与应用，使得汽车内外饰的塑料应用有了更广泛的范围。且新兴材料的反光特性、优质的柔滑触感、吸收撞击的能力及强烈的舒适体验等特点，都使内外饰的制作更趋向于塑料的融合与应用。

  纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其它无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。

  在三大合成材料领域纳米复合材料是由聚合物、纤维、橡胶与纳米材料组合而成的。与传统材料相比，纳米复合材料性能优异。如聚合物纳米复合材料，由于纳米粒子具有非常出色的表面界面效应、小尺寸效应及量子尺寸效应，它与聚合物密度小、耐腐蚀易加工等优良特性结合后，呈现出不同于常规聚合物复合材料的性能。

  由于加工简便，效果明显，业界对聚合物纳米复合材料的未来市场发展的潜力持乐观态度。目前世界各国都在积极研发纳米复合材料，纳米技术在塑料、化纤、橡胶原料领域的应用引人注目。

  在纳米塑料领域，聚合物纳米复合材料的崛起为提升传统塑料产业注入新活力。与传统塑料材料相比, 聚合物/纳米复合材料表现出更优异的综合性能。在我国塑料材料的研发与发展中，纳米材料的研制时间比较久，且技术已有了历史性的突破，成绩非常显著。在使用时，纳米材料的使用特性包括：成本较低、性能优越、使用范围广等。

  而后又发明了新型的纳米复合材料，其主要由有机聚合物基体和最少有一维不高于100纳米的纳米无机分散相所构成，这样一种材料的优异特性包含：强度较高、色泽平稳、抗紫外线度高、阻燃能力佳、质量轻便、阻隔性优异以及加工性能好等。

  此外，因纳米技术生产的塑料有着较高的可塑性，且光泽度和透明度也较强，其已被大范围的应用于汽车的散热器以及底盘等部件中。

  LGF-PP（长玻璃纤维增强聚丙烯）是一种高弹性模量的复合材料，其玻璃纤维长度在12～25纳米之间，显著特性是：密度较低，强度、韧性、模量等都较高，抗低温和抗疲劳的特性都较为优良，且价格实惠、可循环应用的性能优越。

  此外，LGF-PP的成型加工性能和力学性能都较佳， 愈加受到众多开发商的青睐。作为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，还能够做出复杂的汽车模块制品。

  长玻纤的增强以及高结晶聚丙烯树脂的加入使材料在 120℃时的高温疲劳强度为普通玻纤增强聚丙烯的2 倍，甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高出近17%，因而这种新材料具备作为结构件所需的耐久性和可靠性。

  LGF-PP的成型加工性能包括注射、挤出、压制以及层压等。LGF-PP能够替代现今的材料，大范围的应用于保险杠梁、防溅板、仪表板的托架以及车门等部件中。

  根据经济合作与发展组织(OECD)发布的报告数据显示，自 2015年以来，全球塑料垃圾的产生量持续增加，每年超过3亿吨流入环境中, 预测到2050年将达到约120亿吨。

  正因此，车用塑料除了考虑扩宽汽车零部件的覆盖率外，还一定要考虑绿色、环保、可再生、易降解等问题。解决这一个问题的关键就在生物基可降解塑料，这样一种材料具有可降解、原材料来源广泛、气味小、VOCs(挥发性有机物)含量低等优点。在《中国制造2025》中，生物基可降解塑料就被纳入新材料前沿研究领域。

  近些年，科技的进步也使得生物塑料的制作成本降低，而生物塑料高强度的耐摩擦性和耐热性，使得生物材料被慢慢的变多得应用到了汽车行业的制造中，目前主要是运用保险杠和操作面板中。

  生物基可降解塑料未来在汽车行业的发展趋势，一是开发达到汽车行业应用性能要求生物基复合材料，推广应用并扩大市场规模；二是开发低成本、高性能的生物基材；三是采用生物基纤维或无机长纤维对生物基可降解塑料进行改性，进一步改善生物基塑料的综合性能，推动其在汽车领域的应用。